После вхождения в моду лофтов, то есть, по сути, переоборудованных под жилье чердаков, ломаные крыши стали чрезвычайно популярными. Это своего рода вариация на тему двускатной крыши, но несколько более сложной геометрии. Благодаря обустройству ломаной крыши в своем доме, появляется возможность увеличить полезный жилой объем мансарды — значительно приподнять потолок в крайних точках ската. Кроме того, как считают многие, такая крыша смотрится более необычно и значительно эффектнее, чем простая двускатная.
Строительство ломаной крыши несколько сложнее, чем двускатной, но проще, чем любой четырехскатной — вальмовой, полувальмовой, шатровой, а также других с более экзотичной геометрией. Однако перед тем как приступить к изучению данной темы, рекомендуется ознакомиться с основными терминами и понятиями и узнать, как возводить более простые варианты крыш — односкатную и двускатную.
Ломаная крыша: с чего начать
В строительстве без планирования не строится даже собачья будка, так что нулевым шагом в возведении ломаной крыши станет построение чертежа. Его можно выполнить на компьютере или вручную. Для начала строим фронтальную проекцию стопы (стопа вкратце — основа дома без крыши) нашего дома. Теперь, также соблюдая пропорции, строим на чертеже такую крышу, какая нам нравится. Не забываем при этом, что под ней будет находиться мансарда, так что нужно продумать высоту потолков в ней. Так мы получим ориентировочную высоту крыши, градус ската и другие параметры.
На предложенном плане излом располагается на высоте 3,1 метра, что, собственно, будет (условно, без учета подкровельного пирога) чистовой высотой потолка в мансарде. Если отделка будет выполняться гипсокартоном, то в итоге в мансардном этаже потолок будет около 2,5 метров — весьма неплохо. Наружные углы скатов с горизонтом составляют: конькового — 30°, боковых — 60°. Кстати, если угол ската составляет 60° и более, то при расчетах снеговая нагрузка может не учитываться — снег на ней удерживаться не будет. Ваш собственный чертеж может иметь и другие параметры.
Расчет составляющих стропильной системы
Чтобы наша крыша не рухнула под собственным весом и весом «кровельного пирога», нужно точно подобрать сечения брусьев и досок стропильной системы, а также произвести расчет их максимальной прочности. Для этого нужно воспользоваться специальной программой «Расчет стропил и балок перекрытия ».
Чтобы рассчитать сечение балок боковых скатов, нужно открыть закладку (они внизу окна) «Строп.1». Далее устанавливаем подходящее сечение и вносим из плана нашего дома показатель вертикальной силы реакции (на рисунке в программе это красная стрелка, направленная вверх) в самой верхней точке стропила. Назовем этот показатель Q1 кг.
Устанавливая доски затяжек, под каждую где-то посредине длины устанавливаем временную подпорку. Это позволяет снизить степень провисания. Можно использовать подпорки 2,5×15 см (на иллюстрации можно видеть подпорку только под одну затяжку). Они необходимы, чтобы во время монтажа стропил можно было не бояться, что одно из брусьев подломится, а также для исключения провисания.
Поверх затяжек кладем доску 2,5×15, которая стянет их и сделает всю конструкцию более устойчивой. Важно: эту доску нельзя устанавливать точно по центру — она будет мешать дальнейшему монтажу. Достаточно будет отступить от центральной оси около 20 см вправо или влево.
Теперь ставим брусья боковых стропил, как это показано на иллюстрации . Не забываем, что, несмотря на все наши старания, геометрия основания кровли могла получиться отнюдь не идеальной. Потому сначала делаем шаблон по торцевому брусу. Затем на всех последующих стропильных брусьях делаем только верхний запил. После этого прикладываем стропило в нужное нам место и только тогда уже окончательно запиливаем его внизу. Только после этого крепим стропило.
Если длины бруса не хватает, его можно нарастить, но под место стыка нужно непременно поставить дополнительную стойку.
Теперь можно монтировать заглушки для утеплительного материала, как это показано на иллюстрации .
Далее можно ставить стропила верхнего конькового ската. Изготавливаем временную стойку: берем доску 2,5×15 и ставим ее точно перпендикулярно на крайней затяжке, как это сделано на иллюстрации . Правый (или левый) край доски должен быть выровнен точно по центральной оси. Теперь берем такого же сечения доску, прикладываем ее к нашей центральной стойке и карандашом делаем отметки, где будут находиться верхний и нижний запилы — мы получили шаблон.
Если говорить о ломаной форме крыши, то у многих почему-то возникают вопросы. Между тем она есть не более чем разновидность крыши двухскатной. Поэтому для тех, кто решился на расширение пространства на мансардном этаже, лучшего варианта просто не придумать. И любителей столь оригинальных конструкций находится немало.
Ломаную мандсардную крышу можно соорудить и самостоятельно. Просто для этого нужно знать определённую последовательность действий. Главный принцип возведения ломаной крыши заключается в принципе опоры стропил на балки перекрытия.
Прежде чем затеять строительство крыши, лучше всего для начала как следует разработать проект на бумаге, желательно, в клетку. Так можно достаточно несложным способом определить высоту конструкции, углы наклона скатов, величину и расположение оконных проёмов Людям, обладающим навыками рисования, либо умеющим работать с графическими программами на компьютере, ещё проще. Когда определённые пропорции найдены, их остаётся попросту придерживаться.
После определения желаемых пропорций нужно определиться относительно сечений элементов стропильной системы, а затем уже производить расчёты на прочность. Можно использовать в этих целях любую подходящую расчётную программу, где такая возможность предусмотрена, например, "Расчёт стропильной системы". Или же производить подробные предварительные расчёты в таблице Excel.
После того, как все размеры будущей ломаной мансардной крыши полностью подсчитаны, можно приступать к непосредственному её возведению. Стоит рассмотреть данный процесс подробнее, буквально по этапам. Лучше всего сделать это на ком-то конкретном примере, взяв, например, за основу дом со сторонами 8 на 8 м.
Поэтапное возведение ломаной мансардной крыши
Шаг 1. Прежде всего, нужно начать с установки мауэрлата и балок перекрытия. Приблизительные параметры для расчёта сечения балок составляют 100 на 200 мм. Монтировать мауэрлат нужно на внутренней стороне стен, а снаружи заложить кирпичом из эстетических соображений. При установке необходимо следить, чтобы верхняя часть мауэрлата не выдавалась за облицовочный кирпич на 2-3 см. Это нужно, чтобы нагрузка крыши ложилась именно на мауэрлат, в противном случае она будет передаваться облицовочному кирпичу, что в корне неверно.
Следующий шаг – монтаж балочных перекрытий. Для начала необходимо установить крайние балки перекрытия. Их вынос определит ширину карниза. Ширина карниза в зависимости от пожеланий заказчика может быть 40-50 см. Балками выступают специальные брусья, сечение которых необходимо высчитывать отдельно, учитывая различные моменты (снеговую нагрузку, ветровую нагрузку и другие факторы).
В первую очередь ставим балки обозначенные цифрами 1,2,3,4.
Для указанной кирпичной коробки размером 8х8 метров сечение бруса выбирается 100х200 мм. Когда крайние балки сечения установлены, необходимо натянуть шнурку по верхней части и выставить другие балки.
Учитывать шаг балок нужно, основываясь на размере шага стропил, которые будут укладываться в дальнейшем. К примеру, если берутся половые доски 50х150 мм, то хорошо будет выбрать шаг 60-70 см, даже лучше остановиться на 60 см, принимая во внимание, что такую ширину обычно имеют кровельные утеплители. После установки длинных балок необходимо поставить короткие. Шаг для них чаще всего 1 метр. Для прикрепления балок к мауэрлату подойдут гвозди на 150. Иногда допускается применение саморезов и металлических стропильных уголков.
Шаг 2. Начинается установка стоек, которые следует располагать строго вертикально. Прежде всего, устанавливаются стойки из бруса размером 100 на 150 мм по краям, а потом, когда будут натянуты шнурки, и промежуточные, поменьше, с сечением 50 на 150 мм. Расстояние между любыми элементами не должно превышать 3.
Чтобы стойки держались крепко, применяются временные распорки. По высоте стойки должны быть на 10 см быть больше чистовых потолков в помещениях.
Следует сказать об очень важном нюансе. При строительстве новой крыши, когда вроде бы всё подсчитано и разложено должным образом, правильного прямоугольника почему-то не получается. В итоге получается форма дома, фактически зауженная в каком-либо из направлений. В принципе, это не должно особо беспокоить, но для облегчения последующей работы следует всё-таки располагать стойки так, чтобы правильный прямоугольник в итоге получился. Так стропила верхних скатов станет возможным изготовить при помощи одного шаблона. В противном случае придётся использовать шнуры, а готовые элементы подрезать соответствующим образом. Лишняя трата сил и времени вряд ли кому-то придётся по душе.
Шаг 3. Поверх стоек укладываются прогоны, состоящие из досок, размером 50 на 150 мм. Происходит установка, имеющих эти же размеры, недостающих стоек, других распорок не нужно. Данные конструкции послужат каркасом для предполагаемых стен помещения.
Шаг 4. Чтобы как следует закрепить прогоны, на них устаиваются кровельные уголки и затяжки, то есть, ригеля. Если исходит из параметров согласно примеру, то в этом случае длина затяжек составит 5,5 м. Сечения могут быть рассчитаны в специальной программе. При ширине сечения растяжек 50 мм, то, соответственно, высота составит свыше 210 мм. Различные прогибы устраняются с помощью подвесок. Конечно, это значительно увеличит нагрузку на стропила верхних скатов, поэтому полученные при расчётах размеры сечения стропил верхних скатов, будет разумно увеличить с 50 на 150 мм до значения 50 на 200 мм.
Под каждую из затяжек (ригель) ставится временная подпорка. Для этого следует использовать середину пролёта. Может образоваться провисание, которое нужно уменьшить. Отлично подойдёт дюймовка размерами 25 на 150 мм. Все эти меры позволят безопасно передвигаться по затяжкам. Поломки, равно, как и всевозможные провисания, практически исключены.
Чтобы сделать конструкцию более жесткой, сверху нужно скрепить затяжки, после их полной установки, доской размером 25 на 150 мм. Эту самую доску не следует располагать строго посередине, нужно отступить от любой из осей хотя бы на 20 см.
Шаг 5. Далее можно переходить к установке боковых стропил. Потребуется предварительное изготовление шаблона, после чего производится верхний запил. Что касается нижнего запила, то он размечается по месту, а затем происходит крепление стропила и установка заглушек для утеплителя.
Шаг 6. После этого начинается процесс установки стропил верхних скатов. Для изготовления шаблона берётся обрезок доски размерами 25 на 150 см, который затем закрепляется на крайнем ригеле строго вертикально. Какой-либо из углов доска должен обязательно совпадать с осью строящейся крыши. Ведь правая грань доски будет совпадать с осью крыши. Далее берётся подходящая небольшая доска, прикладывается, и на ней отмечают карандашом верхний и нижний запилы.
По шаблону изготавливаются и устанавливаются два стропила. Коньковый брус для этого лучше не использовать. После установки первой пары стропил, её обязательно закрепляют подкосом, чтобы не произошло падения.
Далее устанавливаются и все остальные стропила. Для крыши длиною 8 м будут уместны 4 подкоса, по паре в разных направлениях. Дюймовой доской временно скрепляем остальные пары стропил, ведь обрешётки пока не имеется.
Шаг 7. Происходит нашивание подвесок, то есть досок размером 25 на 150 мм. Делается это для того, чтобы ригели после ликвидации временных подпорок, не провисали. Эту доску также не следует располагать посередине конструкции, иначе она просто помешает процессу.
Шаг 8. Наступает заключительный этап возведения крыши. А именно, устанавливается каркас фронтона и затем обшивается. Лишь после этого можно приступать к изготовлению карнизов, обрешётки, фронтонных свесов и отливов.
После того, как ломаная мансардная крыша полностью готова, можно приступать к кровельным работам. Это, без сомнения, ничуть не менее важный этап, но уже, как говорится, совсем другая история. Стоит отметить, что все строительные работы, о которых шла речь, лучше всего выполнять втроём.
Если вы хотите максимально увеличить полезную площадь дома, не затрачивая при этом баснословные средства, вы обязательно должны рассмотреть проекты с мансардой. Опыт застройщиков говорит о том, что это оптимальный способ планировки жилья эконом класса, ведь один квадратный метр жилплощади в нем стоит в несколько раз дешевле, чем в двухэтажных постройках. Бытует заблуждение, что мансарда пригодна только для сезонного использование в теплое время года.
Однако, оно ошибочно, так как качественно утепленная ломаная мансардная крыша прекрасно сохраняет тепло зимой, ее температурный режим не менее комфортен, чем в отапливаемых помещениях первого этажа.
Даже без дополнительной термоизоляции мансарда является своеобразной «воздушной подушкой», сохраняющей оптимальную температуру внутри дома.
Ломаную мансардную крышу считают технически сложной конструкцией, советуя доверить ее возведение профессиональной бригаде. Тем не менее, человек, знакомый с кровельными работами на примере традиционной двухскатной крыши, вполне способен осилить ее строительство своими руками, при помощи двух подсобных рабочих, помощников. Главное понять, что это процесс, требующий серьезного подхода, который опрометчиво начинать без предварительных расчетов.
Разновидности мансардных крыш
Мансарда – отапливаемое или холодное пространство под крышей, которое используют в качестве жилого. Согласно строительным нормам, в мансардном помещении необходимо оборудовать окна для естественного освещения и потолки достаточной для человека высоты.
Комнаты под кровлей, в которых эти условия не соблюдаются, называют чердаком. Для устройства мансарды подходят следующие виды крыш:
Ломанная крыша
Монтаж мансардной крыши, пригодной для проживания, предусматривает обязательную термоизоляцию, организацию естественного освещения с помощью мансардных или вертикальных окон и принудительной вентиляции.
Преимущества ломаной конструкции
Конечно, мансарду можно обустроить даже, своими руками построив обычную треугольную крышу. Но из-за крутизны скатов чтобы потолок поучился, высота такой крыши должна быть очень большой. Это не экономично, а также нецелесообразно, ведь кровля с изменяемым углом скатов позволяет более эффективно распорядиться имеющимся пространством.
Более пологая верхняя часть делает потолки более высокими. Согласно строительным нормам, если расстояние от пола до конькового соединения менее 2,5-2,7 метров, помещение не считается жилым, его нельзя называть мансардой, это скорее просто чердак. Конструкция ломаной крыши имеет следующие преимущества:
- Возможность обустроить более высокие потолки.
- Высокий уровень защиты от атмосферных осадков, ветра.
- Легкий сход снега со скатов.
- Помогает сберечь тепло.
- Рациональное использование подкровельного пространства.
Этапы строительства
Создание проекта
Составляя проект ломаной мансардной крыши для строительства своими руками, лучше составить чертежи с разными проекциями, который всесторонне покажет расположение ее элементов. Отталкиваясь от длины и ширины дома, нужно определится с размерами мансардного помещения, а также крыши. Первым делом выстраивается геометрия скатов:
Чтобы расчеты проекта оказались верными, важно точно производить первичные замеры, а также соблюдать масштаб. Облегчить проектирование могут компьютерные программы, в которые достаточно ввести размеры строения и желаемый тип кровли, всю остальную работу они выполняют автоматически. Если доступа к такому программному обеспечению нет, лучше воспользоваться готовыми проектами.
Расчет стропильной системы
Стропила – основные опорные элементы ломаной мансардной крыши, своего рода ее костяк. Они подвергаются колоссальным нагрузкам, поэтому к ним предъявляются особые требования.
Выбор сечения стропильных ног происходит не случайным образом, а в соответствии с шагом установки, расстоянием между опорами, значений ветровой и снеговой нагрузки. Если первые три показателя легко можно определить по составленному чертежу, то последние два нуждаются в особом пояснении.
- Территория России разделена на 8 зон с различной снеговой нагрузкой. Для каждой конкретной крыши это значение корректируется углом наклона ее скатов. Так как уклон скатов различен, то рассчитывается два показателя, соответственно верхние и нижние стропила могут иметь разное сечение.
- Также существует зонирование по ветровой нагрузке, включающие в себя также 8 зон. С помощью коэффициента, учитывающего высоту здания, в табличное значение этого показателя вносятся поправки.
- Значения этих двух показателей суммируются для определения общей нагрузки. Округлять цифры следует в большую сторону, чтобы обеспечить небольшой запас прочности. Исходя из них по справочным таблицам определяют необходимое сечение досок.
Монтаж мауэрлата
Начало работ по оборудованию ломаной мансардной крыши – монтаж мауэрлата, прочного бруса размером 100х100 мм или 150х150 мм. Его закрепляют на торце боковых внешних стен.
Его основная задача – распределение веса конструкции кровли, его перенос на фундамент, а также защита предохранение скатов от опрокидывания. Мауэрлат укладывают по верхней части стены по предварительно уложенной гидроизоляции, в качестве которой используется сложенный вдвое рубероид или несколько слоев специальной пленки.
Крепление осуществляется при помощи металлический шпилек, их необходимо поместить в бетонной стяжке. Если речь идет и реконструкции кровли своими руками, его монтируют анкерными болтами к стене на глубину 15-17 см.
Для брусовых, а также бревенчатых домов используют деревянные нагели. Следует учесть, что монтаж выполняется заподлицо.
Сборка стропильной системы
Сборка стропильной системы ломаной мансардной крыши происходит в следующей очередности:
Выполнение вышеперечисленных пунктов формирует одну стропильную ферму. Таким же образом устанавливаются остальные с шагом 60-120 см.
Гидроизоляция и кровельные работы
Когда работы по установке своими руками закончены, нужно организовать ее гидроизоляцию. Для этого нужна гидроизоляционная пленка или мембрана, которая обычно производится в виде рулона.
Крепеж подбирается в зависимости от типа материала. Для черепицы используют оцинкованные саморезы с каучуковыми головками, которые в процессе закручивания деформируются таким образом, что гидроизолируют собой отверстие.
Для того чтобы ускорить процесс, можно использовать шуруповерт. Шинглас или ондулин фиксируют гвоздями длиной 100 мм. После завершения кровельных работ оформляются фронтоны и свесы мансардной ломаной крыши.
Подведя итог, можно сказать, что расширить площадь дома своими руками поможет ломаная мансардная крыша. Своими руками ее построить можно, однако, это потребует специальных навыков и затрат, которые, без сомнения себя окупят.
Видео-инструкция
Мансардная крыша своими руками построенная над домом позволяет увеличить общую жилую площадь с минимальными финансовыми вложениями. К числу наиболее популярных вариантов относится двухскатная ломаная крыша, технология монтажа которой не отличается сложностью.
Разработка проекта
«Сломав» кровельные скаты под различными углами, можно увеличить объем пространства под мансардной крышей. Ломаная конструкция, как и другой вид мансардной кровли, массивнее и тяжелее стандартной щипцовой крыши, что следует учитывать при оборудовании мансардного этажа в процессе реконструкции дома. Предварительно необходимо обследовать состояние фундамента и стен сооружения, чтобы определить, смогут ли они выдерживать повышенные нагрузки. Если устройство массивной мансардной конструкции планируется на этапе подготовки к строительству своими руками, это должно быть учтено при разработке проекта фундамента и стен дома.
К созданию проекта мансардной крыши следует отнестись внимательно, так как погрешности в расчетах или неправильно подобранные параметры элементов стропильной системы могут привести к повреждению самой крыши, а в некоторых случаях и стен дома, в процессе эксплуатации.
Разработку проекта мансардной крыши рекомендуется доверить профессионалам. Также есть возможность воспользоваться специальными компьютерными программами, с помощью которых выполняется расчет оптимального угла наклона крыши и других параметров. Все расчеты выполняются согласно документу СНиП «Нагрузки и воздействия».
При выборе проекта мансарды, строительство которой можно осуществить своими руками, в первую очередь необходимо обратить внимание на зависимость параметров помещения от угла наклона кровли. Жилое помещение должно иметь высоту более 2,2 метров. Если скаты крыши прямые, то угол их наклона серьезно влияет на ширину помещения.
Ломаная мансардная кровля позволяет максимально расширить помещение, обеспечив необходимую высоту потолков по всей его ширине. При этом боковые (нижние) стропила располагаются под углом около 60 градусов, а угол наклона верхних можно выбрать на свое усмотрение, исходя из эстетических предпочтений, а также снеговых и ветровых нагрузок, характерных для района строительства.
Кровельный пирог и другие элементы
Собираясь своими руками выполнить мансардную кровлю, необходимо предусмотреть в проекте использование тех или иных материалов для монтажа кровельного пирога. В их состав входит :
- гидроизоляция;
- пароизоляция;
- утеплитель;
- кровельный материал.
Выбор утеплителя влияет на такой параметр, как шаг стропил – в целях экономии теплоизоляционного материала рекомендуется располагать стропила таким образом, чтобы плита или мат плотно входили между ними. От выбора кровельного покрытия зависит тип обрешетки (сплошная или разреженная) и шаг разреженной обрешетки. Стоит отметить, что устройство крыши мансардного этажа предусматривает создание не только качественного утепления, но и эффективной вентиляции кровельной системы.
Материалы и инструменты
В целях обеспечения безопасности, строительство стропильной системы и кровли следует вести с использованием пожаробезопасных, экологичных материалов. Материалы из дерева обрабатываются средствами огнебиозащиты.
Для строительства стропильной системы частного дома своими руками потребуется :
- деревянный брус сечением от 50×100 мм;
- доска 150×50 мм;
- доска необрезная;
- гвозди 80, саморезы и другие крепежные элементы;
- проволока отожженная (диаметр 3-4 мм);
- уровень;
- отвес;
- рулетки;
- ножовки;
- топоры;
- молотки;
- острые ножи плотницкие.
Использование качественного инструмента упрощает и ускоряет монтаж деревянных конструкций своими руками. Инструкцию ведения работ пошагово можно найти на видео.
Устройство мауэрлата
В качестве основания стропильной системы мансардной крыши выступает мауэрлат, выполненный из бруса или мощной доски. Двухскатная крыша требует укладки мауэрлата на длинных стенах дома. Мауэрлат не только позволяет надежно закрепить нижнюю часть стропил, но и способствует равномерному распределению нагрузки при ее передаче на стены и фундамент строения.
Для закрепления мауэрлатной доски или бруса применяются металлические шпильки, закрепленные в монолитной бетонной балке, выполненной в верхней части стены, либо отожженная проволока, вмурованная в кирпичную кладку. При креплении мауэрлата к верхнему венцу деревянной стены применяются деревянные нагели. Устройство мауэрлата требует качественной гидроизоляции деревянного бруса. С этой целью может использоваться рубероид или другие прочные материалы с водоотталкивающими свойствами.
Монтаж мауэрлата необходим, если предполагается строительство своими руками каркаса крыши, стропила которой упираются в верхнюю часть стены скошенным торцом или специальным вырезом. В случае если запроектирована мансарда, ширина которой фактически соответствует ширине дома, стропила упираются нижним концом в вынесенные опоры. В качестве опор выступают мощные балки, уложенные поперек длинных стен. Число опор должно соответствовать числу стропильных пар. Балки крепятся к стенам аналогично мауэрлату, также используется гидроизоляция.
Мауэрлат или опорные балки должны надежно крепиться стенам, так как данные элементы предотвращают смещение крыши под сильными ветровыми нагрузками.
Возведение опорной конструкции
Устройство каркаса ломаной мансардной крыши начинается с укладки опор под стойки, которые должны располагаться строго симметрично относительно оси здания. Расстояние между опорами равняется ширине будущей мансарды. В первую очередь монтируются П-образные арки на фронтонах сооружения. Каждая арка состоит из двух опорных стоек, связанных перемычкой. Для изготовления стоек используется брус, сечение которого должно быть не меньше, чем сечение опоры под ним.
Стойки устанавливаются по отвесу, строго вертикально. К ним крепится перемычка, горизонтальность которой следует проверять в процессе монтажа. По размерам первой арки на другом фронте изготавливается вторая. Важно выполнить нивелировку конструкции. Между П-образными арками натягивается шнур, который должен быть расположен строго горизонтально. При необходимости одна из арок демонтируется и подгоняется точно под размер. Ориентируясь на натянутый шнур, следует установить остальные арки. Их количество и шаг зависит от запроектированного шага стропил, так как верхним концом каждое стропило крепится к соответствующей стойке. Это обеспечивает необходимую жесткость каркаса мансардной крыши.
Стойки П-образных арок могут крепиться к опоре металлическими скобами, гвоздями или шиповыми соединениями. Об основных способах соединений элементов стропильной конструкции можно узнать из видео инструкции. Чтобы обеспечить вертикальность стоек под нагрузкой, которую будет испытывать кровля в процессе эксплуатации, рекомендуется дополнительно установить раскосы. Арки в верхней части соединяются между собой перемычками параллельно длинным стенам дома.
Установка стропильных ног
Строительство своими руками ломаной кровли предполагает использование двух видов стропильных ног. Нижние стропила располагаются под очень острым углом, соединяя стойки с мауэрлатом или концами вынесенных поперечных опор. Верхняя двухскатная стропильная конструкция монтируется на арочную систему.
Перед монтажом нижних стропильных ног необходимо тщательно разметить на мауэрлате место их установки. Первыми монтируются крайние к фронтону стропила. Подрезка стропильных ног выполняется таким образом, чтобы срез верхнего края доски прилегал под требуемым углом к стойке, а нижний срез упирался в мауэрлат или вынесенную опору. Если по проекту мансардная кровля выполняется со свесами скатов, в нижней части стропильной ноги выполняется вырез специальной формы: горизонтальной частью выреза стропило опирается на опору. Крепится стропило гвоздями или скобами. Соединения ног с мауэрлатом или вынесенной опорой дополнительно рекомендуется укреплять обожженной проволокой диаметром 3-4 мм. По аналогичной схеме устанавливаются все нижние стропила.
Если строим дом, длина которого превышает 8 метров, рекомендуется установка стропильной системы с коньковым брусом. Такое устройство позволяет равномерно распределить нагрузку на весь каркас. В этом случае по центру фронтонов устанавливаются стойки, вертикальность которых проверяется отвесом, на них строго горизонтально монтируется коньковый брус. Важно правильно определить высоту расположения конька, так как от этого напрямую зависит угол наклона верхних стропил. Стропильные ноги упираются верхними срезанными торцами в коньковый брус, нижними - в опорную арочную конструкцию.
Верхние стропила мансардной кровли могут представлять собой Л-образную конструкцию. Стропильные ноги между собой могут соединяться встык с использованием деревянной или металлической крепежной накладки, либо способом врубки в полдерева, с использованием болтового соединения. Рекомендуется по месту подогнать первую пару стропил, которая затем демонтируется и используется в качестве шаблона. Подготовленные фермы устанавливаются в стандартном порядке – сначала крайние, затем остальные с постоянной нивелировкой.
На последнем этапе создания кровельной конструкции своими руками выполняется монтаж обрешетки, укладка гидроизоляции, создание вентиляционного просвета, монтаж кровельного покрытия. Изнутри крепится теплоизоляция и пароизоляция, крепится обшивка. На видео можно подробно ознакомиться с технологией работ.
Устройство мансардной крыши позволяет ощутимо увеличить полезную площадь и рационально организовать пространство малоэтажного дома. Однако ее строительство нередко пугает домашних мастеров слишком сложным и трудоемким процессом.
Опасаться не стоит, ведь результат обеспечит красивой крышей и удобными дополнительными помещениями. А для того чтобы итог работы радовал хозяина и домочадцев, нужно знать, по каким правилам сооружается стропильная система мансардной крыши, каким способом ее проще и лучше устроить.
При упоминании мансардных крыш мы моментально вспоминаем пятиугольную двухскатную конструкцию внушительных размеров над срубом, бетонными или кирпичными стенами. Зрительная память подсказывает, что у скатов ее непременно должен быть разновеликий уклон, т.е. нижняя часть крыши просто обязана быть намного круче, чем верхняя. Из-за разницы в углах наклона формируется выпуклый излом, подаривший крыше народное название «ломанной». Термин обоснованно перекочевал в технические определения мансардных сооружений. Он отражает суть привычного стандарта в устройстве, но с конфигурацией зачастую не имеет ничего общего. Несмотря на то, конструкция всех мансардных крыш в обязательном порядке включает две части, визуально их наличие не всегда можно определить.
Чисто по внешним показателям преобладающее количество мансардных конструкций можно разделить на:
- Треугольные крыши, нижняя и верхняя часть которых имеет равнозначный уклон. Внешне они напоминают традиционные двухскатные сооружения без изломов в плоскости скатов.
- Пятиугольные крыши со скатами, имеющими выпуклые углы. Эта категория ярко проявляет наличие в конструкции двух состыкованных частей.
В обеих указанных разновидностях стропильная система состоит из двух водруженных друг на друга ярусов. Нижнее сооружение формирует полезное пространство жилой мансарды высотой от 2 до 2,5м, чтобы перемещаться внутри него было не затруднительно. Второй ярус создает форму верха крыши, ему позволено быть произвольной высоты.
Варьируя угол наклона верхних и нижних стропильных ног, можно получить оптимальную на собственный взгляд форму крыши. Считается, что лучше всего выглядит пятиугольная мансарда, углы которой соприкасаются с воображаемой окружностью.
Отметим, что принцип строительства ломанной крыши подходит не только для двухскатных стропильных систем. Интерпретируя базовый метод мансарду можно организовать в вальмовых, односкатных, шатровых и прочих кровельных конструкциях.
Иногда под мансарду переделывают уже существующее сооружение, в возведении которого не использовалась «ломанная» технология. Однако эти крыши априори к мансардному разряду отнести нельзя. Правда, никто не мешает при достаточной мощности стропильных ног использовать ригели скатных стропильных систем в качестве потолочных балок, а опоры дополнительных прогонов в качестве бруса для обшивки мансарды.
Выяснили, что главный признак мансардной крыши это наличие двух смежных стропильных конструкций, соединенных в треугольник или пятиугольник симпатичной хозяину формы. В их строительстве используется типовые :
- Наслонная, согласно которой строят нижний ярус мансарды и используют в устройстве верхней части.
- Висячая. В соответствии с ней строят только верхнюю часть конструкции.
Если для упрощения разрез мансардной крыши разделить на две половины, внизу получится трапеция, а вверху треугольник. Наклонным сторонам трапеции разрешено быть исключительно наслонными, а сторонам треугольника наслонными и висячими.
Базовые схемы стропильных систем
«Классикой жанра» по праву считается пятиугольная схема стропильной системы мансардной крыши со стойками-подпорками, образующими стенки внутреннего помещения. Ее разрез условно делится на простейшие геометрические фигуры. В центре прямоугольник, по бокам которого расположены два зеркально развернутых прямоугольных треугольника, сверху равносторонний треугольник.
Стандартная мансардная конструкция
Наслонные стропила нижней части конструкции опираются внизу на мауэрлат, а верхней пяткой на правый или левый прогон. Часть каркаса мансардной крыши, венчающую сооружение, выполняют висячие стропильные арки. Их дополняют бабкой-подвеской посредине, если им предназначено перекрывать пролет более 3м. Бабку нельзя соединять с затяжкой арки врубкой, как опорную стойку. Ее работа заключается в предотвращении провисания затяжки – это не опора, а подвес.
Подпорки-стойки наслонных стропилин нижней части опираются через лежень на перекрытие. При необходимости увеличить устойчивость под подпорки монтируют подкосы. С лежнем и прогонами стойки соединяются врубками, места соединения дублируются металлическими уголками и зубчатыми пластинами. Если перекрытие бетонное, под лежень подстилается битумная гидроизоляция. Лежень может быть уложен не на перекрытие, а на кирпичные столбики или на выравнивающие доски. При устройстве мансарды по деревянному перекрытию можно вообще обойтись без лежня и врезать стойки непосредственно в балки.
На довольно крутые нижние части скатов мансардных крыш практически не действует снеговая нагрузка, осадки ведь на них не задерживаются. Однако у круто установленных стропилин есть другая беда – порывистые ветра будут стремиться перевернуть и сорвать крышу. Поэтому к креплению системы к мауэрлату отнестись нужно очень серьезно. В мансардной ситуации к стенам скрутками привязывается каждая стропилина, а не через одну, как у обычных скатных конструкций.
Способ выноса стропил за линию стены
Нередко бывает, что запланированная мансардная конструкция формирует слишком узкое внутреннее пространство. Его можно расширить путем выноса стропильных ног за пределы стен. Т.е. опираться стропильная нога будет не на мауэрлат, а на балки верхнего перекрытия. Этот случай по идее вообще не нуждается в мауэрлате. Зато усиливающие подкосы в схеме с выносом стропилин применяют беспрекословно, потому что под крайней частью боковых треугольников никакой опоры нет совсем.
Установку мауэрлата можно упразднить, а вот заливка монолитного ж/б пояса для крепления балок к кирпичным стенам весьма желательна. Балки перекрытия к монолитному поясу крепятся анкерами, в них врубаются опорные стойки максимум на 1/3 толщины бруса. Важный момент: вынос стропилин за стену просто обязан сформировать карниз для деревянных домов шириной не менее 0,5м, для бетонных и каменных минимум 0,4м.
Технология сооружения стропильной конструкции с выносом стропильной ноги за стену:
- Устанавливаем крайние балки перекрытия, определяющие контур карнизных свесов. Т.к. перекрытие будет нагруженным, сечение балок принимаем от 150×200мм. Если при укладке стартового бруса выявится, что стены не формируют идеальный прямоугольник, стремимся изменением положения балок исправить огрехи.
- По натянутым между закрепленными крайними балками шнуркам укладываем и фиксируем остальные бруски. Контролируем высоту и шаг укладки балок перед креплением. Расстояние между элементами перекрытия равно шагу между стропильными ногами. Для утепленных крыш оптимальный шаг установки стропилин 0,6м, потому что он равен ширине . Если стропила будут монтироваться с подобной частотой, их можно сделать из доски 50×150мм.
- От левого и правого края откладываем расстояние, равное длине короткого катета прямоугольного треугольника. В отмеченных точках аккуратно стамеской выбираем гнезда на треть высоты балки под крайние опоры.
- Изготовим опоры путем вытески шипов. Их нужно сделать по размерам выбранных гнезд. Для изготовления угловых опор подойдет брус сечением 100×150мм, из него же следует сделать две несущие опоры для фронтонных сторон крыши. Под рядовые стойки достаточно бруса 50×100 мм. Материал для опорных элементов должен быть длиннее проектной высоты на длину шипа, но лучше на 10см на случай ошибок при стеске.
- Устанавливаем угловые стойки и скрепляем их временными распорками. Соединяем стойки шнуркой.
- По шнурке отвесом выверяем в балках точки выборки гнезд под рядовые опоры и выбираем указанные отверстия.
- Устанавливаем рядовые стойки и две несущие опоры в центрах фронтонов мансарды.
- На установленные опоры укладываем прогоны – доски сечением 50×150мм. Крепим прогоны уголками. Необязательно использоваться столько же гвоздей, сколько в уголках отверстий. Достаточно двух-трех на каждую плоскость. В результате укладки доски получается каркас стен будущей мансарды.
- Соединяем установленные друг против друга опоры брусками, прикрепив их к прогонам уголками. Эти элементы будут выполнять функцию ригелей, работающих на растяжение. Потому для их изготовления потребуется пиломатериал 1го сорта сечением 100×150мм. Под каждый установленный ригель нужна временная опора из дюймовки 25×150мм.
- Сверху ригели временно скрепляем все той же дюймовкой, отступив от краев каркаса 20-30см. Временный редкий настил из одной-двух-трех досок нужен для удобства монтажа верхней части стропильной системы.
- Делаем из дюймовки шаблон для стропилин нижнего ряда. Для этого прикладываем доску-заготовку к торцу прогона и балки. Затем очерчиваем линии пазов, вдоль которых предстоит отпилить излишки. Примеряем, при необходимости подтесываем излишки.
- По шаблону изготавливаем стропильные ноги. Если есть сомнения в безупречности строительства, то выпилить для начала лучше только верхний паз. Поместив стропилину на положенное ей место, можно будет потом скорректировать нижний паз по факту без нежелательной порчи материала.
- Устанавливаем торцовые стропильные ноги, которые нужно будет опять соединить шнуркой.
- Ориентируясь на шнурку монтируем стропильные ноги нижнего яруса мансарды.
- Аналогично изготавливаем шаблон для верхней части стропильной системы. Для того чтобы найти линию верхнего спила, временно нашиваем на фронтонную опору доску.
- Делаем зеркального собрата для предыдущего шаблона. Опираться стропила верхнего яруса будут друг в друга.
- Примеряем оба шаблона на крыше. Если все в норме, изготавливаем по ним требующееся количество верхних стропилин из доски 50×150мм.
- Сооружаем верхний ярус стропильной системы.
- Для того чтобы ригели не провисали, монтируем к каждой верхней ферме бабки требующегося размера. Жестко пришиваем их только к коньковой зоне, низ не должен быть жестко закреплен.
Дальше стропильные ноги прикручиваются к стенам проволочными связками. Затем устанавливается каркас фронтона, по которому его нужно обшить. В завершении монтируется обрешетка с шагом, соответствующим характеристикам кровельного материала.
Метод с каркасными модулями
Технология отличается от предыдущего способа тем, что на перекрытие устанавливаются не отдельные опоры, а полностью подготовленные к креплению модули-блоки боковых стен будущей мансарды.
Блочный метод устройства стропильной системы позволяет оптимизировать строительство мансардной крыши, потому что сооружение модульных элементов производится на земле. В спокойных условиях без ощущения высоты достичь точности узловых соединений легче.
Процесс устройства блочной мансардной крыши:
- По заранее сделанному проекту изготавливаем рамы стенок мансарды. Продольные брусья по этой методе играют роль прогонов и лежней. Их вместе со стойками раскладываем на ровной площадке и отмечаем при помощи угольника гнезда под опоры боковых стен. По отмеренным линиям делаем пропилы.
- Вырезаем на стойках шипы, размер которых обязан соответствовать размерам гнезд.
- Соединяем продольный брус с вертикальными стойками, получаем две модульных рамы – это стенки мансарды.
- Поднимаем рамы наверх, устанавливаем на предназначенное место. Временно фиксируем положение стенок распорками, затем прикрепляем их к балкам перекрытия скобами.
- Стамеской выбираем на краях балок гнезда для установки нижнего ряда стропил. Расположить их надо в одну линию. Чтоб соблюсти геометрию проще сначала наметить их бензопилой, потом доработать стамеской.
- Верхний стропильный ярус мансарды выполняем на земле, примерив предварительно заготовки к установленным элементам. Для точности подгонки к торцу будущей крыши временно прибиваем доску так, чтобы один ее края четко повторял центральную ось стропильной системы. Основание верхнего мансардного треугольника выполняет функцию растяжки. Длина его равняется расстоянию между наружными вертикальными плоскостями установленных рам. По краям растяжки выбираем гнезда, а на нижних пятках стропилин шипы.
- Собираем стропильные фермы верхнего яруса, для надежности монтируем дополнительный ригель, коньковый узел усиливаем треугольной леревянной накладкой.
- Пока не переместились на крышу, делаем заготовки стропильных ног. Примеряем их к разложенным на земле рамам. «Раскроить» их удобнее одним махом, прихватив несколько штук струбциной. Выпиливаем только верхний скос с учетом того, что опираться он будет частично на стойку стенки, частично на растяжку верхних стропильных ферм.
- Примеряем нижнюю стропилину к торцу. Прорисовываем в зоне ее нижней пятки форму шипа, повторяющую конфигурацию гнезда в балке. Выпиливаем шипы.
- Перемещаем на крышу фермы верхнего яруса и стропильные ноги нижнего яруса. Монтируем сначала фермы, прикрепив их к верхней обвязки стенок скобами, затем стропила нижней части, прикрепив их к балкам перекрытия все теми же скобами.
Последующие этапы строительства крыши выполняются по стандартным правилам. Подробно ознакомят с описанными принципами сооружения стропильной системы чертежи для мансардной крыши, наглядно представляющие конструкцию. Благодаря производству соединений врубкой вполдерева увеличивается прочность и жесткость каркаса в целом, что позволит не монтировать дополнительные подкосы.
Минус метода заключается в том, что готовые модули довольно тяжело транспортировать на крышу. Чтобы перенести туда собранные блоки без применения грузоподъемной техники потребуется минимум 4 человека.
Дощато-гвоздевая стропильная система
Строить мощную мансарду над небольшими дачными домиками нецелесообразно, но сэкономить место на малогабаритном участке все же хочется. Для хозяев небольших строений есть отличный вариант – легкая дощато-гвоздевая наслонная конструкция. Способ должен понравиться приверженцам экономии, потому что в сооружении не используется цельный брус.
Для изготовления каждого из опорных элементов используются две доски, между которыми установлены дистанционные отрезки бруска. Формируемая брусками полость объясняет, почему система легка в сравнении с цельными собратьями. Для обеспечения пространственной жесткости устанавливаются ветровые схватки, соединяющие опоры со стропильными ногами. Свой вклад в усиление конструкции в свою очередь внесет обрешетка.
Народный способ разработки макета
Для успешного результата работы очень желателен проект. Не факт, что представленные чертежи с размерами подойдут для обустройства конкретного дома. Типология в строительстве сейчас совсем не приветствуется. Если нет вообще никакой документации, лучше сделать хотя бы набросок будущей крыши, не забывая о высоте потолков в мансардном помещении. При этом:
- Следует соблюдать пропорции, ведь слишком большая мансарда может превратить небольшой дом в несуразную, похожую на гриб постройку.
- Нужно помнить, что нижняя часть мансардной крыши строится с использованием наслонных стропильных ног, а они оптически занижают свес и перекрывают верхнюю часть высоко расположенных окон. Ощутимого эффекта нависания не будет при устройстве мансарды по схеме с выносом стропил.
- Не стоит забывать, что высота мансардного помещения обязана обеспечить свободу передвижения. Именно этот ориентир требуется для правильного определения высоты стоек мансардных стенок.
Подобрать наилучшие пропорции крыши можно народным шаблонно-макетным способом. Согласно ему на ровной просторной площадке раскладываются бруски или доски, повторяющие контур строения в реальную величину. Меняя углы, передвигая составляющие, можно добиться оптимальной конфигурации. Элементы нужно зафиксировать гвоздями и тут же померить длины балок, стропил, затяжек, стоек. Полученные размеры помогут в изготовлении шаблонов.
Расчеты и планировку стропильной системы под мансардную крышу продемонстрирует видео:
Приведенные нами базовые варианты и схемы устройства мансардной стропильной конструкции помогут определиться с выбором оптимального типа стропильной конструкции.